Los biólogos han estado buscando los primeros animales durante más de un siglo, reduciendo sus opciones a dos grupos: esponjas y medusas peine.
Las esponjas pasan toda su vida adulta filtrando comida del agua salada; y medusas peine, feroces depredadores que navegan por los océanos del mundo en busca de alimento.
Según un nuevo estudio, los ctenóforos fueron el primer linaje en ramificarse del árbol animal. Luego vinieron las esponjas, seguidas de la diversificación de todos los demás animales, incluidos los de origen humano.
Aunque el linaje de los ctenóforos se separó antes que el de las esponjas, ambos grupos de animales continuaron expandiéndose a partir de su ancestro común.
Sin embargo, los científicos evolutivos creen que estos grupos aún comparten características con los primeros animales y que la investigación de estas primeras ramas de los árboles animales de la vida nos ayudará a comprender cómo surgieron los animales y evolucionaron hasta convertirse en la variedad de especies que vemos hoy.
“El ancestro común más reciente de todos los animales probablemente vivió hace 600 o 700 millones de años. Es difícil saber qué aspecto tenían porque eran animales de cuerpo blando y no dejaron un registro fósil directo. Pero podemos usar comparaciones entre animales vivos para aprender sobre nuestros ancestros comunes”. dijo Daniel Rokhsar de la Universidad de California, profesor de biología molecular y celular en Berkeley y coautor del artículo, junto con Darrin Schultz y Oleg Simakov de la Universidad de Viena.
El investigador dijo, «Es emocionante: estamos mirando hacia atrás en el tiempo donde no tenemos esperanza de obtener fósiles, pero al comparar genomas, estamos aprendiendo sobre estos ancestros muy antiguos».
Comprender las relaciones entre los linajes de animales ayudará a los científicos a comprender cómo evolucionaron las características clave de la biología animal, como el sistema nervioso, los músculos y el tracto digestivo.
Hemos desarrollado una nueva forma de obtener una de las visiones más profundas posibles de los orígenes de la vida animal”. dijo Schultz, el autor principal y ex estudiante graduado de UC Santa Cruz e investigador en el Instituto de Investigación del Acuario de la Bahía de Monterey (MBARI), quien ahora es investigador postdoctoral en la Universidad de Viena.
Este descubrimiento sentará las bases para que la comunidad científica desarrolle una mejor comprensión de cómo evolucionaron los animales.
La mayoría de los animales familiares, incluidos gusanos, moscas, moluscos, estrellas de mar y vertebrados, incluidos los humanos, tienen un cerebro centralizado, un intestino que va desde la boca hasta el ano, músculos y otras características compartidas que evolucionaron en la época de la famosa «Explosión Cámbrica». Hace 500 millones de años. Estos animales se conocen juntos como bilaterales.
Rokhsar dijo, “Tradicionalmente, las esponjas han sido ampliamente consideradas como la primera rama sobreviviente del árbol animal porque las esponjas no tienen sistema nervioso, ni músculos, y se parecen un poco a las versiones coloniales de algunos protozoos unicelulares. Así que fue una buena historia: Primero llegaron los protozoos unicelulares, y luego los consorcios multicelulares con forma de esponja de estas células evolucionaron para convertirse en los ancestros de toda la diversidad animal actual. En este escenario, el linaje de la esponja conserva muchas características del ancestro animal en la rama que conduce a todos los demás animales, incluidos nosotros. Evolucionaron especializaciones que dieron lugar a neuronas, nervios, músculos, intestinos y todas esas cosas que conocemos y amamos como características definitorias del resto de la vida animal. Las esponjas parecen primitivas porque no tienen estas características».
La secuenciación del ADN se utilizó para construir un árbol genealógico. Sin embargo, no logró resolver la controversia sobre si las esponjas o las medusas de peine fueron las primeras ramas del árbol animal.
El dice, “Los resultados de estudios sofisticados basados en secuencias se han dividido. Algunos investigadores realizaron análisis bien diseñados y descubrieron que las esponjas se ramificaban primero. Otros han realizado estudios igualmente complejos y justificables y han obtenido ctenóforos. No ha habido convergencia hacia una respuesta definitiva”.
En 2019, se descubrió una esponja bioluminiscente de aguas profundas. Como las esponjas carecen de nervios y músculos, históricamente se las consideraba la primera rama sobreviviente del árbol animal.
Las medusas, las anémonas de mar, las esponjas y los ctenóforos carecen de muchas características bilaterales pero comparten las características de la existencia animal.
Las relaciones evolutivas entre estas diversas criaturas han sido controvertidas debido a la profunda antigüedad de su divergencia.
Un nuevo estudio encuentra que las medusas peine y los ctenóforos también son posibilidades para el linaje de animales más antiguos. Esto se debe a la estructuración de los genes en los cromosomas, cada especie tiene un número único de cromosomas y una distribución de genes a lo largo de los cromosomas. Esto muestra que los primeros animales se originaron hace miles de millones de años a partir de protistas unicelulares.
El otro candidato para el linaje animal más antiguo es el grupo de las medusas peine, animales populares en muchos acuarios. Al mismo tiempo, superficialmente se parecen a las medusas: a menudo tienen forma de campana, aunque con dos lóbulos, a diferencia de las medusas, y generalmente tentáculos, son solo parientes lejanos.
Mientras las medusas se lanzan a chorros por el agua, los ctenóforos se impulsan con ocho filas de cilios dispersos dispuestos como peines a los lados. La grosella marina de 1 pulgada de diámetro es un ctenóforo frecuente a lo largo de la costa de California.
El nuevo estudio se basó en un atributo inusual para determinar si las esponjas o los ctenóforos eran la rama animal más antigua: la disposición de los genes en los cromosomas. Cada especie tiene un número diferente de cromosomas (los humanos tienen 23 pares) y una distribución diferente de genes en los cromosomas.
Rokhsar, Simakov y otros ya habían demostrado que muchos cromosomas de invertebrados contienen conjuntos de genes comparables. Sin embargo, la estructura cromosómica de los ctenóforos se desconocía hasta 2021, cuando Schultz y sus co-asesores identificaron la estructura cromosómica de Hormiphora californensis.
Esto demostró que los ctenóforos y los no animales compartían combinaciones específicas de genes y cromosomas, mientras que las esponjas y los cromosomas de otros animales se reorganizaban de manera diferente.
Bolinopsis microptera es un ctenóforo que tiene reordenamientos compartidos con los no ctenóforos. Esto muestra que los ctenóforos divergieron antes de los reordenamientos, todavía presentes en los genomas animales cientos de millones de años después.
Este estudio está financiado por la Fundación David y Lucile Packard.
Referencia de la revista:
- Schultz, DT, Haddock, SHD, Bredeson, JV, et al. Los vínculos genéticos antiguos sostienen a los ctenóforos como hermanos de otros animales. Naturaleza. DUELE: 10.1038/s41586-023-05936-6
